傳統晶體硅太陽電池的正面金屬電極會造成光學損失,減少正面金屬電極覆蓋面積可以提高效率。背接觸太陽電池(IBC)將電極置于背面,提高光電轉換效率。降低太陽電池組件成本是行業發展的重要方向,其中銀漿成本占非硅成本的比例較高。0BB無主柵技術通過減少銀漿使用量來降低成本,同時提升組件性能。
0BB無主柵技術
無主柵技術的優勢在于降低銀漿成本,減少遮光損失,縮短電流傳輸路徑,降低串聯電阻,提升組件功率。其發展歷程包括從3BB-5BB到多主柵(MBB)和超級多主柵(SMBB)技術,無主柵技術采用銅焊絲取代傳統主柵線,實現電流匯集和電池互聯。
IBC電池無主柵互聯示意圖
無主柵技術通過減少或消除正面主柵,增加受光面積,減少電阻損耗,提高光電轉換效率。無主柵太陽電池使用焊帶作為正面主柵,連接到背面副柵。
無主柵IBC光伏組件的封裝工藝
IBC光伏組件封裝結構
常規工藝:采用雙層復合膜(POE+PET)與銅絲復合形成導電帶,經太陽電池焊接、組裝、層壓、削邊裝框等流程封裝 IBC 光伏組件,但存在太陽電池彎曲、焊接不良、接觸不良、界面分層開裂等問題。
工藝改進:采用單層復合膜(聚烯烴或乙烯 - 醋酸乙烯共聚物)替換雙層復合膜,并引入一體膜,避免了太陽電池彎曲和焊接不良問題,且在TC 老化試驗中不會產生分層現象。
IBC 光伏組件穩定性TC測試
熱循環試驗
測試對象:常規工藝和改進工藝的無主柵 IBC 光伏組件
測試條件:
在 1h 內將溫度由 25°C 均速降低至 -40°C。然后保溫 15min。
再在 3h 內由 -40°C 均速升溫至 85°C。然后保溫 15min。
最后在 2h 內由 85°C 均速降溫至 25°C。試驗共進行 400 次。
無主柵IBC光伏組件的EL測試
常規工藝下的EL圖像
隨著TC老化試驗的進行,達到200次后,常規工藝的無主柵IBC光伏組件的EL圖像出現了明顯的邊緣發黑現象。這可能是由于雙層復合膜中的PET膜在層壓過程中無法熔化,導致產生了兩個界面,在熱循環老化過程中,彈性形變首先從邊緣開始,且變形量不一致,使銅絲與太陽電池的副柵之間出現接觸不良。
改進工藝下的EL圖像
采用單層復合膜工藝避免了熱壓引起的IBC太陽電池的彎曲現象和焊接不良問題。單層復合膜在層壓過程中熔化后與背面封裝膠膜發生交聯反應,形成穩固的封裝體,在TC中不會產生分層現象。
在TC老化試驗后,改進工藝的無主柵IBC光伏組件的EL圖像仍保持良好的效果,沒有出現明顯的發黑或其他不良現象。
改進工藝通過優化工藝流程,顯著提高了無主柵IBC光伏組件的可靠性和性能,減少了TC老化試驗后的不良現象。改進工藝的無主柵IBC光伏組件在熱循環老化試驗后表現出更好的EL圖像效果,具有更高的光電轉換效率和更長的使用壽命。
美能熱循環環境試驗箱
美能熱循環環境試驗箱,可以驗證評估太陽能電池/組件的可靠性和穩定性,并通過熱疲勞誘導失效模式,早期識別制造缺陷。
- 滿足標準:IEC61215-MQT11(熱循環試驗);IEC61730-MST51(溫度循環試驗)
- 升降溫速率:-40℃~+85℃,線性0~3.3℃/min可調
- 平均耗電量:≤100 KW·h(TC200單個循環耗電量)
溫度范圍:-50℃ ~ +150℃
通過熱循環測試的對比分析,證實了改進工藝在提高無主柵IBC光伏組件的可靠性和性能方面的優勢,為光伏組件的封裝技術發展提供了有益的指導。美能熱循環環境試驗箱可以模擬快速的溫度變化,研究人員能夠更準確地評估無主柵IBC光伏組件在經過改進工藝后的性能提升和可靠性改進。
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